CN113642370A - 指纹成像装置和指纹成像方法 - Google Patents

Abstract

一种指纹成像装置和指纹成像方法，所述指纹成像装置包括：光源，所述光源适宜于产生光线，所述光源产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；感测面，光源所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适宜于对所述感测光进行成像。所述光源以预设的分布编码产生光线；因此光源所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布编码才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述分布样式对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

Description

指纹成像装置和指纹成像方法

技术领域

本发明涉及指纹成像领域，特别涉及一种指纹成像装置和指纹成像方法。

背景技术

指纹识别技术通过指纹成像装置采集到人体的指纹图像，然后与指纹识别***里已有指纹信息进行比对，以实现身份识别。由于使用的方便性，以及人体指纹的唯一性，指纹识别技术已经大量应用于各个领域，比如：公安局、海关等安检领域，楼宇的门禁***，以及个人电脑和手机等消费品领域等等。

指纹识别技术中所采用的指纹成像装置，有一种是通过光学的方法进行人体指纹图像的采集：手指按压在感测面上后，由光源产生的光线投射至感测面，在感测面上发生反射和折射，从而形成携带有指纹信息的感测光；由光学图像传感器采集所述反射光，进而获得指纹图像。

指纹成像装置被越来越多的应用于笔记本电脑、平板电脑、手机等移动装置内，从而使相关移动装置实现自动解锁和功能。特别是手机的指纹识别，更是应用广泛。

指纹成像装置的广泛应用，对其安全性提出了越来越高的要求。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种指纹成像装置和指纹成像方法，以提高安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种指纹成像装置，包括：

光源，所述光源适于产生光线，所述光源产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；感测面，光源所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

可选的，所述光源包括多个显示组，每个显示组以一个分布样式的光强分布产生光线。

可选的，所述多个显示组同时以不同的分布样式产生光线。

可选的，相邻所述显示组产生光线的分布样式不相同。

可选的，所述光源包括一个或多个显示组，在预设的成像时间段内，所述显示组依次以多个所述分布样式产生光线。

可选的，所述显示组依次以多个不同的分布样式产生光线。

可选的，所述分布样式至少选自：朗伯分布、蝠翼分布以及侧发光分布。

可选的，所述成像模块对所述感测光进行成像以获得指纹照片；所述指纹成像装置还包括：处理模块，所述处理模块基于所述分布编码和所述指纹照片获得指纹图像。

可选的，所述处理模块包括：函数单元，所述函数单元根据所述分布样式获得所述分布样式相对应的点扩散函数；编码单元，所述编码单元基于所述分布样式相对应的点扩散函数获得所述分布编码相对应的点扩散函数；计算单元，所述计算单元根据所述分布编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

可选的，所述编码单元基于所述分布样式相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码的点扩散函数。

可选的，所述光源包括OLED显示屏。

可选的，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置。

可选的，所述光源产生的光线中，至少出射角度在40度到60度范围内光线的光强分布符合所述分布编码。

相应的，本发明还提供一种指纹成像方法，包括：

产生光线，所产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；对所述感测光进行成像。

可选的，产生光线的步骤中，以一个或多个分布样式产生光线。

可选的，产生光线的步骤中，同时以多个不同的分布样式产生光线。

可选的，产生光线的步骤中，以相邻不同的分布样式产生光线。

可选的，产生光线的步骤中，在预设的成像时间段内，依次以多个所述分布样式产生光线。

可选的，依次以多个不同的所述分布样式产生光线。

可选的，所述分布样式至少选自：朗伯分布、蝠翼分布以及侧发光分布。

可选的，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片；对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述分布编码和所述指纹照片获得指纹图像。

可选的，获得所述指纹图像的步骤包括：根据所述分布样式获得所述分布样式相对应的点扩散函数；基于所述分布样式相对应的点扩散函数获得所述分布编码相对应的点扩散函数；根据所述分布编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

可选的，获得所述分布编码相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述分布样式相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码的点扩散函数。

可选的，产生光线的步骤中，采用OLED显示屏产生光线。

可选的，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。

可选的，所述产生光线的步骤中，至少出射角度在40度到60度范围内光线的光强分布符合所述分布编码。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

所述光源以预设的分布编码产生光线；因此光源所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布编码才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述分布样式对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

本发明的指纹成像方法中，以包括至少一个分布样式的分布编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布样式才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过至少一个分布样式的分布编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的分布编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图像；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

本发明可选方案中，所述光源包括多个显示组，每个显示组以一个分布样式的光强分布产生光线，也就是说，当分布样式为多个时，所述多个显示组同时以多个所述分布样式产生光线；或者，在预设的成像时间段内，所述显示组依次以多个分布样式产生光线。增加分布编码中分布样式的数量，能够有效提高分布编码的复杂程度，有利于进一步提高指纹成像装置获得指纹图像的安全性。

本发明可选方案中，所述多个显示组同时以不同的分布样式产生光线；或者，所述显示组依次以多个不同的分布样式产生光线，从而有效提高分布编码的复杂程度，有利于提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

本发明可选方案中，所述光源包括OLED显示屏，所述指纹成像装置可以设置为屏下指纹成像装置，因此无需额外设置即可既保证屏占比，又实现所述光源显示分布样式的功能；而且还能够在无需增大指纹图像、无需增加指纹图像细节的前提下，有效提高指纹成像的安全性。

本发明可选方案中，所产生光线中，至少出射角在40度到60度范围内的光线的光强分布符合分布编码，从而既能够保证指纹图像的顺利采集，还能够抑制噪声，具有较高的信噪比；而且当所述光源为OLED显示屏时，还能够兼顾大视角的优势，进而有利于提高电子设备的使用体验。

附图说明

图1是本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图；

图2是图1所示指纹成像装置的光路结构示意图；

图3是图2所示指纹成像装置中处理模块140的功能框图；

图4是本发明指纹成像方法一实施例的流程图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的指纹成像装置的安全性有待提高。

现有指纹成像装置所采用的光源，往往是均匀光源(面光源或线光源)，或者是点光源；指纹成像装置中光学***的点扩散函数一般相对比较简单，当感测光成像后根据与之对应的均匀光源或者点光源的点扩散函数即可获得指纹图像，而均匀光源或点光源的点扩散函数是众所周知的，因此影响了指纹成像装置的安全性。

另一方面，现有技术中往往通过增大指纹图像的面积以提高指纹成像装置的安全性。但是这种方法往往会增大指纹成像装置的面积，影响指纹成像装置的应用环境，特别是指纹成像装置与显示屏设置在一起的时候，往往会影响设备的屏占比，影响电子设备的使用体验。

为解决所述技术问题，本发明提供一种指纹成像装置，包括：光源，所述光源适于产生光线，所述光源产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；感测面，光源所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

本发明技术方案中，所述光源以预设的分布编码产生光线；因此光源所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布编码才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述分布样式对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图1，示出了本发明指纹成像装置一实施例的结构示意图。

如图1所示，所述指纹成像装置包括：

光源110，所述光源110适于产生光线，所述光源110产生光线的光强分布符合预设的分布编码L，所述分布编码L包括至少一个分布样式l_i(θ)；感测面120，光源110所产生的光线在所述感测面120上形成携带有指纹信息的感测光123；成像模块130，所述成像模块130适于对所述感测光120进行成像。

所述光源110以预设的分布编码L产生光线；因此光源110所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布编码L才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述分布样式l_i(θ)对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。

下面结合附图详细说明本发明实施例。

光源110用于产生光线以进行指纹成像。

本实施例中，所述光源110包括：OLED显示屏。OLED显示屏具有宽视角的优势，也就是说，所述光源110所产生光线的出射角范围较广，能够有效提高显示效果，改善用户体验。

结合参考图2，示出了图1所示指纹成像装置的光路结构示意图。

所述光源110所产生的光线以一定的出射角θ出射。由于所述光源110包括OLED显示屏，因此所述光源110所产生光线的出射角θ的范围较大，而且所产生光线的出射角θ的范围越大越好。

如图2所示，所述光源110所产生的光线中，当出射角θ过小时，如图2中光线11或光线12，光线投射至感测面120上后，绝大部分从所述感测面120出射而很少发生反射，无法用于获得指纹图像。只有在出射角θ大于全反射角θ_c(全反射角θ_c与感测面两侧材料的光学折射率相关，在玻璃和空气的界面，典型的全反射角θ_c＝42度)的光线才能用以获得指纹图像。

另一方面，当出射角θ过大时，如图1中光线13，光线投射至感测面120上后所形成的反射光会对成像模块130的成像造成干扰(例如所述光线13可能会形成光波导)，从而成为噪声，影响信噪比，从而造成所获得指纹图像不够清晰的问题。

所以，本实施例中，光源产生的光线中，至少出射角θ在40度到60度范围内光线的光强分布符合分布编码，从而既能够保证指纹图像的顺利采集，还能够抑制噪声，具有较高的信噪比；而且当所述光源为OLED显示屏时，还能够兼顾大视角的优势，进而有利于提高电子设备的使用体验。

此外，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置，即所述指纹成像装置的成像模块130设置于所述OLED显示屏的正下方。将所述指纹成像装置设置为屏下指纹成像装置设置，能够使屏占比进一步增大成为可能，能够有效提高使用体验。

如图2所示，本实施例中，所述光源110包括多个显示组111，每个显示组111以一个分布样式的光强分布产生光线，即每个显示组111均以独立的分布样式产生光线，也就是说，每个显示组111所产生光线的光强分布均符合一个分布样式l_i(θ)，所有显示组111所产生光线的光强分布构成了所述分布编码L。

在一些实施例中，所述显示模块110包括多个分立的显示组111，所述多个分立的显示组111可以具有相同或者不同的间隔，所述多个分立的显示组111可以是所述显示模块110中的多个显示区域。

具体的，所述多个显示组111同时以不同的分布样式l_i(θ)产生光线，从而能够有效提高所述分布编码L的复杂程度，能够有效提高所述分布编码L中所述分布样式l_i(θ)的复杂性，从而能够有效提高指纹成像装置获得指纹图像的安全性。

需要说明的是，本发明其他实施例中，所述多个显示组也可以同时以相同的分布样式l_i(θ)产生光线；本发明另外的实施例中，所述多个显示组也可以部分同时以相同的分布样式l_i(θ)产生光线。本发明对显示组是否同时以相同或不同的分布样式l_i(θ)产生光线并不限定。

此外，位置上相邻的所述显示组111产生光线的分布样式l_i(θ)不相同，从而增加分布样式l_i(θ)的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

为了能够进一步增加所述分布编码L中分布样式l_i(θ)的复杂性，提高所述指纹成像装置的安全性，本实施例中，在预设的成像时间段内，所述显示组111依次以多个所述分布样式l_i(θ)产生光线。

具体的，时序上相邻的所述显示组111以不同的分布样式l_i(θ)产生光线，从而增加所述分布样式l_i(θ)的复杂程度，提高指纹成像装置的安全性。

具体的，所述显示组111依次以多个不同的分布样式l_i(θ)产生光线，以进一步增加所述分布样式l_i(θ)的复杂程度，以提高所述指纹成像装置的安全性。

另一方面，所述分布样式l_i(θ)本身的复杂性会影响与之相对应的点扩散函数的复杂性，从而会影响指纹图像获得过程计算量的大小，因此为了实现计算效率和安全性的兼顾，本实施例中，如图2所示，所述分布样式l_i(θ)至少选自：朗伯分布(Lambertiandistribution)、蝠翼分布(Batwing distribution)以及侧发光分布(Side-emittingdistribution)。本发明其他实施例中，所述分布样式l_i(θ)与光源的设计相关，还可以从其他的光强分布样式中选择。本发明对此并不限制。

继续参考图1，所述指纹成像装置还包括：感测面120。所述感测面120用于提供手指接触的表面；所述成像模块130对所述感测光进行成像以获得指纹照片。具体的，所述成像模块130采集所述感测光123进行成像并进行光电转换，进而获得指纹照片。

在一些实施例中，所述成像模块130可以是光电传感器，包括感光像素阵列，每个像素包括光敏二极管或者光敏晶体管。

在一些实施例中，所述成像模块130可以包括TFT电路区域和光侦测薄膜晶体管区域，所述光侦测薄膜晶体管区域设置有光敏薄膜晶体管。

本实施例中，所述感测面120为玻璃表面。具体的，所述指纹成像装置为采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置，所述感测面120为OLED显示屏盖板玻璃的表面。

光学***中，点扩散函数(Point Spread Function，PSF)描述了一个成像***对一个点光源的响应。因此，点扩散函数与指纹图像卷积的结果就是所述感测光的成像结果，即指纹照片，可以表示为：

y＝hx+n

其中，y表示指纹照片，h表示点扩散函数，x表示指纹图像，n表示噪声。

本实施例中，所述分布编码L包括多个分布样式l_i(θ)，所述光源110包括多个显示组111，每个显示组111以一个分布样式l_i(θ)的光强分布产生光线；每个所述分布样式l_i(θ)均可以获得一个与之对应的指纹照片，因此每个分布样式l_i(θ)与指纹图像卷积的结果就是与所述分布样式l_i(θ)相对应的指纹照片，可以表示为：

y_i＝h[l_i(θ)]*+n

其中，y_i表示分布样式l_i(θ)对应获得的指纹照片，h[l_i(θ)]表示分布样式l_i(θ)对应的点扩散函数，l_i(θ)表示一个分布样式，x表示指纹图像，n表示噪声。

所述成像模块130是对所述感测光进行成像，因此所有分布样式l_i(θ)所获得指纹照片的叠加即是所述成像模块130所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，Y表示成像模块130所获得的指纹照片，m_i表示分布样式l_i(θ)在分布编码L中的权重，h[l_i(θ)]表示分布样式l_i(θ)对应的点扩散函数，l_i(θ)表示分布样式，x表示指纹图像，n表示噪声。

具体的，根据所述分布样式l_i(θ)所对应点扩散函数的线性组合获得所述分布编码L的点扩散函数，所以所述成像模块130所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，h(L)表示分布编码L对应的点扩散函数，x表示指纹图像，l_i(θ)表示分布样式l_i(θ)，m_i表示分布样式在分布编码L中的权重，Y表示成像模块130所获得的指纹照片，n表示噪声。

所以，所述成像模块140对所述感测光进行成像以获得指纹照片；继续参考图2，所述指纹成像装置还包括：处理模块140，所述处理模块140基于所述分布编码L和所述指纹照片获得指纹图像。

需要说明的是，所述处理模块140内还预先存储有所述分布编码L用以控制所述光源110，以使所述光源110以包括至少一个分布样式l_i(θ)的分布编码L产生光线。

所以，本实施例中，所述处理模块140与所述成像模块130相连，从所述成像模块130获得所述成像模块130所获得的指纹照片；所述处理模块140内还预先存储有所述分布编码L；所述处理模块140根据所述分布编码L和所述指纹照片获得指纹图像。

结合参考图3，示出了图2所示指纹成像装置中处理模块140的功能框图。

本实施例中，所述处理模块140包括：函数单元141，所述函数单元141根据所述分布样式l_i(θ)获得所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数；编码单元142，所述编码单元142基于所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数获得所述分布编码L相对应的点扩散函数；计算单元143，所述计算单元143根据所述分布编码L相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

具体的，所述函数单元141内预先存储有包括多个所述分布样式l_i(θ)的分布编码L，所述函数单元141根据所述分布样式l_i(θ)获得所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数。

所述编码单元142与所述函数单元141相连，从所述函数单元141获得所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数；所述编码单元142基于所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数获得所述分布编码L相对应的点扩散函数。

具体的，所述编码单元142基于所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码L的点扩散函数。

所述计算单元143与所述编码单元142相连，从所述编码单元142获得所述分布编码L相对应的点扩散函数；所述计算单元143与所述成像模块130相连，从所述成像模块130获得指纹照片；所述计算单元143根据所述分布编码L的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

具体的，所述计算单元143在所述成像模块130所获的的指纹照片和所述分布编码L的点扩散函数的基础上，通过逆反卷积(blind deconvolution)的计算即可获得指纹图像。具体的，所述计算单元143通过艾迪描述(Eddy’s description)的方法进行盲反卷积计算。

相应的，本发明还提供一种指纹成像方法，具体包括：产生光线，所产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；对所述感测光进行成像。

以包括至少一个分布样式的分布编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布样式才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过至少一个分布样式的分布编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的分布编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图像；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

参考图4，示出了本发明指纹成像方法一实施例的流程图。

首先，执行步骤S110，产生光线，所产生光线的光强分布符合预设的分布编码L，所述分布编码L包括至少一个分布样式l_i(θ)。

结合参考图1，示出了图4所示指纹成像方法所采用指纹成像装置的结构示意图。

所述指纹成像装置包括光源110，所述光源110适于以预设的分布编码L的光强分布产生光线，所述分布编码L包括至少一个分布样式l_i(θ)。本实施例中，所述分布编码L包括多个分布样式l_i(θ)，产生光线的步骤中，以一个或多个分布样式l_i(θ)产生光线。

具体的，所述光源110包括多个显示组111，每个显示组111以一个分布样式l_i(θ)的光强分布产生光线，即每个显示组111均以独立的分布样式产生光线，也就是说，每个显示组111所产生光线的光强分布均符合一个分布样式l_i(θ)，所有显示组111所产生光线的光强分布构成了所述分布编码L。

需要说明的是，本实施例中，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。具体的，产生光线的步骤中，采用OLED显示屏产生光线。将所述指纹成像方法应用于采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置中，能够既保证较大的屏占比，又实现指纹成像功能，能够有效提高用户体验。

结合参考图2，示出了图1所示指纹成像装置的光路结构示意图。

产生光线的步骤中，所产生的光线以一定的出射角θ出射。由于所述光源110包括OLED显示屏，因此所述光源110所产生光线的出射角θ的范围较大，而且所产生光线的出射角θ的范围越大越好。

如图2所示，所述光源110所产生的光线中，当出射角θ过小时，如图2中光线11或光线12，光线投射至感测面120上后，绝大部分从所述感测面120出射而很少发生反射，无法用于获得指纹图像。只有在出射角θ大于全反射角θ_c(全反射角θ_c与感测面两侧材料的光学折射率相关，在玻璃和空气的界面，典型的全反射角θ_c＝42度)的光线才能用以获得指纹图像。

另一方面，当出射角θ过大时，如图1中光线13，光线投射至感测面120上后所形成的反射光会对成像模块130的成像造成干扰(例如所述光线13可能会形成光波导)，从而成为噪声，影响信噪比，从而造成所获得指纹图像不够清晰的问题。

所以，本实施例中，产生光线的步骤中，至少出射角θ在40度到60度范围内光线的光强分布符合分布编码，从而既能够保证指纹图像的顺利采集，还能够抑制噪声，具有较高的信噪比；而且当所述光源为OLED显示屏时，还能够兼顾大视角的优势，进而有利于提高电子设备的使用体验。

此外，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置，即所述指纹成像装置的成像模块130设置于所述OLED显示屏的正下方。将所述指纹成像装置设置为屏下指纹成像装置设置，能够使屏占比进一步增大成为可能，能够有效提高使用体验。

在一些实施例中，所述显示模块110包括多个分立的显示组111，所述多个分立的显示组111可以具有相同或者不同的间隔，所述多个分立的显示组111可以是所述显示模块110中的多个显示区域。

本实施例中，产生光线的步骤中，同时以多个不同的分布样式l_i(θ)产生光线，从而能够有效提高所述分布编码L的复杂程度，能够有效提高所述分布编码L中所述分布样式l_i(θ)的复杂性，从而能够有效提高指纹成像装置获得指纹图像的安全性。

需要说明的是，本发明其他实施例中，产生光线的步骤中，也可以同时以相同的分布样式l_i(θ)产生光线；本发明另外的实施例中，产生光线的步骤中，也可以部分光线的分布样式l_i(θ)相同。本发明对是否同时以相同或不同的分布样式l_i(θ)产生光线并不限定。

此外，本实施例中，产生光线的步骤中，以位置上相邻不同的分布样式l_i(θ)的方式产生光线，从而增加分布样式l_i(θ)的复杂性，提高指纹成像装置的安全性。

为了能够进一步增加所述分布编码L中分布样式l_i(θ)的复杂性，提高所述指纹成像装置的安全性，本实施例中，产生光线的步骤中，在预设的成像时间段内，依次以多个所述分布样式l_i(θ)产生光线，也就是说，如图1所示，同一显示组111依次以多个所示分布样式l_i(θ)产生光线。

具体的，依次以多个不同的分布样式l_i(θ)产生光线，以进一步增加所述分布样式l_i(θ)的复杂程度，以提高所述指纹成像装置的安全性。本实施例中，时序上相邻的不同的分布样式l_i(θ)产生光线，从而增加所述分布样式l_i(θ)的复杂程度，提高指纹成像装置的安全性。

另一方面，所述分布样式l_i(θ)本身的复杂性会影响与之相对应的点扩散函数的复杂性，从而会影响指纹图像获得过程计算量的大小，因此为了实现计算效率和安全性的兼顾，本实施例中，如图2所示，所述分布样式l_i(θ)至少选自：朗伯分布(Lambertiandistribution)、蝠翼分布(Batwing distribution)以及侧发光分布(Side-emittingdistribution)。本发明其他实施例中，所述分布样式l_i(θ)与光源的设计相关，还可以从其他的光强分布样式中选择选择。本发明对此并不限制。

接着，执行步骤S120，所产生的光线在所述感测面120上形成携带有指纹信息的感测光。

具体的，所述感测面120用于提供手指接触的表面。本实施例中，所述指纹成像方法应用于采用OLED显示屏的屏下指纹成像装置中，所以所述感测面120为OLED显示屏盖板玻璃的表面。

之后，执行步骤S130，对所述感测光进行成像。

具体的，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片。结合参考图1，本实施例中，所述成像模块130采集所述感测光123进行成像并进行光电转换，进而获得指纹照片。

需要说明的是，在一些实施例中，所述成像模块130可以是光电传感器，包括感光像素阵列，每个像素包括光敏二极管或者光敏晶体管。在一些实施例中，所述成像模块130可以包括TFT电路区域和光侦测薄膜晶体管区域，所述光侦测薄膜晶体管区域设置有光敏薄膜晶体管。

光学***中，点扩散函数(Point Spread Function，PSF)描述了一个成像***对一个点光源的响应。因此，点扩散函数与指纹图像卷积的结果就是所述感测光的成像结果，即指纹照片，可以表示为：

y＝h*x+n

其中，y表示指纹照片，h表示点扩散函数，x表示指纹图像，n表示噪声。

本实施例中，所述分布编码L包括多个分布样式l_i(θ)，产生光线的步骤中，以一个或多个分布样式l_i(θ)的光强分布产生光线；每个所述分布样式l_i(θ)均可以获得一个与之对应的指纹照片，因此每个分布样式l_i(θ)与指纹图像卷积的结果就是与所述分布样式l_i(θ)相对应的指纹照片，可以表示为：

y_i＝h[l_i(θ)]*x+n

其中，y_i表示分布样式l_i(θ)对应获得的指纹照片，h[l_i(θ)]表示分布样式l_i(θ)对应的点扩散函数，l_i(θ)表示一个分布样式，x表示指纹图像，n表示噪声。

对所述感测光进行成像的步骤是对所述感测光进行成像，因此所有分布样式l_i(θ)所获得指纹照片的叠加即所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，Y表示成像模块130所获得的指纹照片，m_i表示分布样式l_i(θ)在分布编码L中的权重，h[l_i(θ)]表示分布样式l_i(θ)对应的点扩散函数，l_i(θ)表示分布样式，x表示指纹图像，n表示噪声。

具体的，根据所述分布样式l_i(θ)所对应点扩散函数的线性组合获得所述分布编码L的点扩散函数，所以所获得的指纹照片，可以表示为：

其中，h(L)表示分布编码L对应的点扩散函数，x表示指纹图像，l_i(θ)表示分布样式l_i(θ)，m_i表示分布样式在分布编码L中的权重，Y表示成像模块130所获得的指纹照片，n表示噪声。

所以，对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述分布编码L和所述指纹照片获得指纹图像。

需要说明的是，本实施例中，产生光线的步骤之前，所述指纹成像方法还包括：预先存储所述分布编码L用以产生光线。具体的，结合参考图1，预先存储所述分布编码L用以控制所述光源110以包括至少一个分布样式l_i(θ)的分布编码L的方式产生光线。

具体的，获得所述指纹图像的步骤包括：根据所述分布样式l_i(θ)获得所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数；基于所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数获得所述分布编码相对应的点扩散函数；根据所述分布编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

本实施例中，获得所述分布编码L相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述分布样式l_i(θ)相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码L的点扩散函数。

此外，如前所述，最终获得的指纹照片是通过卷积计算获得的，因此，在最终获得的指纹照片和所述分布编码L的点扩散函数的基础上，通过盲反卷积(blinddeconvolution)的计算即可获得指纹图像。具体的，可以通过艾迪描述(Eddy’sdescription)的方法进行盲反卷积计算。

综上，本发明所提供的指纹成像装置中，所述光源以预设的分布编码产生光线；因此光源所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布编码才能获得清晰的指纹图像，也就是说，本发明的指纹成像装置能够通过所述分布样式对指纹成像进行编码，从而能够有效提高获得指纹图像的安全性，有利于指纹成像装置的广泛应用。本发明的指纹成像方法中，以包括至少一个分布样式的分布编码的方式产生光线，进而进行指纹成像；其中，所产生光线的光强分布会影响感测光的成像结果，只有获得准确的分布样式才能获得清晰的指纹图像；所以，本发明的指纹成像方法能够通过至少一个分布样式的分布编码对所述指纹图像进行“加密”，而必须在获得预设的分布编码的基础上才能“解码”以获得清晰的指纹图像；可见，本发明指纹成像方法的采用能够有效提高指纹成像的安全性。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (26)

1.一种指纹成像装置，其特征在于，包括：

光源，所述光源适于产生光线，所述光源产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；

感测面，光源所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；

成像模块，所述成像模块适于对所述感测光进行成像。

2.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源包括多个显示组，每个显示组以一个分布样式的光强分布产生光线。

3.如权利要求2所述的指纹成像装置，其特征在于，所述多个显示组同时以不同的分布样式产生光线。

4.如权利要求2所述的指纹成像装置，其特征在于，相邻所述显示组产生光线的分布样式不相同。

5.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源包括一个或多个显示组，在预设的成像时间段内，所述显示组依次以多个所述分布样式产生光线。

6.如权利要求5所述的指纹成像装置，其特征在于，所述显示组依次以多个不同的分布样式产生光线。

7.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述分布样式至少选自：朗伯分布、蝠翼分布以及侧发光分布。

8.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述成像模块对所述感测光进行成像以获得指纹照片；

所述指纹成像装置还包括：处理模块，所述处理模块基于所述分布编码和所述指纹照片获得指纹图像。

9.如权利要求8所述的指纹成像装置，其特征在于，所述处理模块包括：

函数单元，所述函数单元根据所述分布样式获得所述分布样式相对应的点扩散函数；

编码单元，所述编码单元基于所述分布样式相对应的点扩散函数获得所述分布编码相对应的点扩散函数；

计算单元，所述计算单元根据所述分布编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

10.如权利要求9所述的指纹成像装置，其特征在于，所述编码单元基于所述分布样式相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码的点扩散函数。

11.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源包括OLED显示屏。

12.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述指纹成像装置为屏下指纹成像装置。

13.如权利要求1所述的指纹成像装置，其特征在于，所述光源产生的光线中，至少出射角度在40度到60度范围内光线的光强分布符合所述分布编码。

14.一种指纹成像方法，其特征在于，包括：

产生光线，所产生光线的光强分布符合预设的分布编码，所述分布编码包括至少一个分布样式；

所产生的光线在所述感测面上形成携带有指纹信息的感测光；

对所述感测光进行成像。

15.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，产生光线的步骤中，以一个或多个分布样式产生光线。

16.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，产生光线的步骤中，同时以多个不同的分布样式产生光线。

17.如权利要求15所述的指纹成像方法，其特征在于，产生光线的步骤中，以相邻不同的分布样式产生光线。

18.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，产生光线的步骤中，在预设的成像时间段内，依次以多个所述分布样式产生光线。

19.如权利要求18所述的指纹成像方法，其特征在于，依次以多个不同的所述分布样式产生光线。

20.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，所述分布样式至少选自：朗伯分布、蝠翼分布以及侧发光分布。

21.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，对所述感测光进行成像的步骤包括：对所述感测光成像以获得指纹照片；

对所述感测光成像以获得指纹照片之后，所述指纹成像方法还包括：基于所述分布编码和所述指纹照片获得指纹图像。

22.如权利要求21所述的指纹成像方法，其特征在于，获得所述指纹图像的步骤包括：

根据所述分布样式获得所述分布样式相对应的点扩散函数；

基于所述分布样式相对应的点扩散函数获得所述分布编码相对应的点扩散函数；

根据所述分布编码相对应的点扩散函数和所述指纹照片获得所述指纹图像。

23.如权利要求22所述的指纹成像方法，其特征在于，获得所述分布编码相对应的点扩散函数的步骤中，基于所述分布样式相对应的点扩散函数的线性组合获得所述分布编码的点扩散函数。

24.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，产生光线的步骤中，采用OLED显示屏产生光线。

25.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，所述指纹成像方法应用于屏下指纹成像装置中。

26.如权利要求14所述的指纹成像方法，其特征在于，所述产生光线的步骤中，至少出射角度在40度到60度范围内光线的光强分布符合所述分布编码。

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